栈桥专项方案

目录1编制依据 12工程概况 12.1工程概况 12.2水文情况 22.3总体部署 22.3.1劳力组织及用工计划 22.3.2机械设备配备 22.4工期安排 23施工方案 33.1总体施工方案 33.2设计通行能力 53.3设计思路 53.4栈桥（桥型）及钻孔平台基本布置 53.4.1栈桥（桥型）基本布置 53.4.2平台基本布置 53.4.3栈桥与钻孔平台之间的连接 63.5钢管桩桩长 63.6栈桥及钻孔平台材料数量 63.6.1栈桥材料数量表 63.6.2钻孔平台材料数量表 64栈桥的施工 74.1栈桥桥台的施工 74.2栈桥的施工 74.2.1原材料进场 84.2.2钢管桩的制作及吊装堆放 84.2.3钢管桩插打 94.2.4桩顶连接及分配梁安装 94.2.5贝雷梁的安装 94.3栈桥上其它结构设置施工技术措施 105钻孔平台施工 105.1钻孔平台钢管桩插打 105.2桩顶连接及分配梁安装 116栈桥设计验算 116.1荷载说明 116.2.1I20a工字钢上横梁验算：（按连续梁验算） 126.2.2贝雷梁检算（按简支梁验算） 166.2.3下横梁2I25a工字钢验算（按连续梁验算） 206.2.4钢管立柱检算 227钻孔平台设计验算 257.1荷载说明 257.2结构计算 257.2.1I28a工字钢横向分配梁验算 257.2.22I36b纵梁工字钢验算 298施工中的注意事项 338.1栈桥施工注意事项 338.2钢管桩插打注意事项 338.3钢管桩的连接注意事项 349施工保证措施 349.1质量保证措施 349.2质量保证体系 359.3工期保证措施 369.4安全保证措施 379.4.1一般保证措施 379.4.2桥梁高空坠落事故 389.4.3桥梁机械伤害事故 389.4.4物体打击事故 38栈桥及钻孔平台施工专项方案1编制依据1.1《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)；1.2《xx高速公路工程两阶段施工图设计文件》第六册（第二册）；1.3《xx高速公路工程两阶段施工图设计文件工程地质勘察报告》第二册1.4《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；1.5《装配式公路钢桥多用途使用手册》；1.6《钢结构设计规范》（GB50017-2003）。2工程概况2.1工程概况本桥位于xx镇，路线呈南北展布，联间采用D80伸缩缝、桥台处设置桥面连续。全桥采用柱式墩、桩基础，桥台采用柱式台，肋板台。桥梁起点桩号K8+128,终点里程9+431.5，桥梁中心桩号K8+779.8，桥梁全场1309.1。该桥于K9+231.5～K9+306.5跨越冯江，水深3～4m（常水位时）。根据施工组织设计工期安排，利用枯水季节9月～3月将主桥水中墩下部结构完成，需先进行栈桥施工。2.2水文情况考虑该桥原地面标高、最大涌水高度0.5m、贝雷片高度1.5m和上部横梁工字钢高度，定栈桥及钻孔平台面标高为17m。现水位标高11.5m左右，有利于栈桥、钻孔平台及桥下部结构施工。2.3总体部署2.3.1劳力组织及用工计划针对本工程的特点，按照职能明确、精干高效、运转灵活、指挥有力的原则组建工区的架子队，架子队设队长1人、副队长1人、技术主管1人，技术人员3人、安全员1人、材料1人，架子队作业人员34人。2.3.2机械设备配备机械设备配备详见下表序号机械名称规格型号单位数量性能1汽车吊25t台2良好2震动打桩机DZ-60台1良好3平板运输车台1良好4电焊机台5良好5船300t艘1良好2.4工期安排本栈桥及水中墩钻孔平台计划于xx年10月10日开工，xx年11月300日完工，计划工期为51天,预计使用至xx年12月31日。3施工方案3.1总体施工方案根据设计资料及工程地质报告显示，栈桥和钻孔平台施工范围（K9+231.5-K9+306）对应省道S233跨线桥址（水中）处的地质情况：素填土、淤泥、细砂、中砂、粗砂、粉质粘土、碎石、粉砂岩、砂岩等根据以上地址资料及实际施工情况，采用φ529钢管桩（δ=8mm）搭设栈桥和钻孔平台。3.2设计通行能力根据本栈桥及的使用特点和设计意图，结合主桥施工需要行走70吨重车，轮距均为2.5米。3.3设计思路本栈桥及钻孔平台设计思路是先根据荷载计算出栈桥及钻孔平台各部位材料型号，再通过对各种材料所受到的设计荷载和恒载进行验算，如发现不满足，则重新布设并验算，直至满足设计要求。3.4栈桥（桥型）及钻孔平台基本布置3.4.1栈桥（桥型）基本布置栈桥全长75m，从大里程K9+306开始搭设，位于主桥的上游，栈桥总宽6m，设计最大每跨跨度12m，栈桥基础采用φ529钢管桩（δ=8mm），每墩3根，钢管间距2.5m，钢管桩横担采用双拼I25a工字钢，长度为6m，钢管桩连接体系采用[20槽钢。根据计算（钢管桩验算），钢管桩入土深度小，故每隔一跨增加一排钢管桩，增加栈桥稳定性。上部采用6片贝雷梁（3组）结构形式，贝雷梁采用321型，每隔3m采用[20槽钢将6片贝雷片（底部）连接成整体。贝雷梁上设置I20工字钢横向分配梁，间距0.3m，具体布置详见栈桥布置图，分配梁上采用满铺8mm厚的压花钢板。栈桥桥墩钢管桩设置型钢连接系，以增强桥墩结构的整体稳定性。栈桥顶面标高为17m（设计施工水位标高12.7m）。栈桥两侧设置栏杆，护栏采用Ф48*3.5钢管。3.4.2平台基本布置主墩平台采用φ529×8mm钢管桩作为平台管基，需要φ529×8mm钢管桩168根。纵梁采用2根I36b工字钢双拼，与钢管桩焊接在一起。分配横梁采用I28a工字钢，间距为0.3米。平台面板采用δ＝8mm的钢板，其上布置φ8防滑条。平台管基的纵向和横向均采用[20槽钢作剪刀撑，以增强其稳定性。为使下一步钻孔桩施工过程中钢护筒定位的准确性得以保证，在平台底层架设钢护筒定位导向架。施工前，先拟定两根桩试桩通过静载试验，以验证与设计的偏差值，从而确定单桩震动下沉的最终贯入度，藉以控制各桩打入深度。钢管桩采用螺旋钢管在工厂定制，运送至现场组拼，栈桥用的分配梁和连接系，在现场加工制作安装。3.4.3栈桥与钻孔平台之间的连接为了增加栈桥和钢平台横桥向的约束，增加栈桥和钢平台抵抗汛期洪水的冲击以及大风的冲击，栈桥与钻孔平台成“T”。利用[20槽将栈桥和钢平台的钢管桩进行焊接连接。3.5钢管桩桩长根据设计资料，桥址表层为素填土或淤泥，下部为砂岩。根据计算（钢管桩验算）钢管桩总长在24.5m左右，施工时以贯入度控制。3.6栈桥及钻孔平台材料数量3.6.1栈桥材料数量表编号项目单位结构单位数量单位重(kg)总重（kg)1钢管Ф529*8mmm1249.5103.3129073.352贝雷片321片270270729003贝雷梁横担6m工字钢20根522186.4297311.244贝雷斜撑1.6m槽10根1021616325钢管桩横担6米双拼25a工根17457.27772.46桥面板8mm厚钢板m278062.8489847钢管桩纵横向剪刀撑1.975m槽20根6844.696855.082.48m槽20根6856.128护栏φ48*3.5钢管m572.83.842199.553.6.2钻孔平台材料数量表主墩钻孔平台材料数量：编号项目单位结构单位数量单位重(kg)总重（kg)1钢管Ф529*8mmm600103.3619742贝雷片321片312270842403贝雷梁横担6m工字钢16根650123799504贝雷斜撑1.6m槽10根1201619205钢管桩横担6米双拼25a工根20457.291446桥面板8mm厚钢板m293662.858780.87钢管桩纵横向剪刀撑1.975m槽20根8044.698065.02.48m槽20根8056.128护栏φ48*3.5钢管m869.23.843337.74栈桥的施工4.1栈桥桥台的施工栈桥起始点（岸边）设置桥台一座，桥台设置Φ529钢管桩（δ=8mm）3根。桥台钢管桩插打前，先修筑施工便道至桥台处，以便吊机进入。钢管桩插打采用汽车吊整桩起吊，DZ90液压打桩锤，一次性插打到位，即钢管制作完成后，由运输台车运至栈桥桥头，汽车吊整桩起吊，插打采用DZ90震动打桩机。测量定位采用全站仪、水准仪测量控制。通过导线控制网对每个钢管桩进行精确定位，放出钢管桩的中心点位置，根据中心点放出十字桩，然后安放导向架，确认位置及垂直度确认准确后开始打入，打入过程中全站仪全过程观测，随时纠偏校正，直至钢管桩打入深度达到设计标高，并观测贯入度控制钢管桩的插打。桥台所有钢管桩插打完成，结合实际情况，钢管桩焊上1cm后挡土钢板，钢板后面采用片石填筑至设计桥面标高，两侧砌筑围堤。本工程为防止桥台钢管桩受压移位，特设置第一跨为5m，2排钢管桩之间采用[20槽作为剪刀撑连接。4.2栈桥的施工采用25t汽车吊逐孔振沉钢管桩，架设上部结构的施工方法搭设栈桥及平台，采用用“钓鱼法”施工。施工工艺图如下：栈桥施工工艺流程图4.2.1原材料进场所有材料提前进场，作好施工前准备。Φ529×8mm钢管桩按照材料计划在市场上购买，长度为12米一根。进场后要验收材料质量，质量合格才能投入使用。4.2.2钢管桩的制作及吊装堆放钢管桩制作不宜大于15m，并应考虑施工条件及地质情况。焊接和制作按《公路桥涵施工技术规范》的有关规定执行。管与管之间的连接采用拼接钢板连接，并用20×15×1cm规格的4块连接片。钢管桩的吊运和堆放：吊装采用两吊点，两个吊点距离桩端的距离分别为桩长的五分之一。连接好的钢管桩应堆放在岸边，便于吊装船运输。不同类型和不同尺寸的桩，考虑使用前后顺序分别堆放。当桩需长时间堆放时，可采用多点支垫。钢管桩的堆放，层数不超过3层。4.2.3钢管桩插打栈桥每个桥墩设计Φ529钢管桩3根，横桥向间距为2.5m；桥台为3根桩。桥台施工完毕，汽车吊停置于桥台上，整体吊装钢管，利用栈桥悬臂端拼装的栈桥墩位桩导向架定位插打前方栈桥墩钢管桩。每排钢管桩下沉到位后，应进行桩之间的连接，增加桩的稳定性，连接材料采用[20槽钢，槽钢尺寸需根据现场尺寸下料。焊缝质量满足设计及规范要求。钢管桩插打当桩贯入量小于2cm/min时，持荷5分钟，钢管桩无明显下沉时方可停止振动。4.2.4桩顶连接及分配梁安装钢管桩插打完毕，在钻孔平台处增设1m连接平台，将双拼工25a长度6m或9m的工字钢置于螺旋钢管桩顶，连同一水平面上，以便连成整体。钢管桩与钢管桩之间采用[20槽钢连接体系，连接系分横向连接和纵向连接系，连接系杆件与钢管间采用加焊连接板的方式连接。钢管桩横担为双拼I25a工字钢，长6.0m;钢管桩横担经测量放线后，直接嵌入钢管桩内,钢管桩上焊接牛腿，保证其顶标高能满足设计要求17m。贝雷上横梁采用I20工字钢每0.3米一根，间隔1.5m增设一根，以便钢板铺设固定。桥面板采用8mm厚压花钢板满铺，钢板与I20工字钢采用花焊连接，贝雷梁采用321型。4.2.5贝雷梁的安装贝雷梁预先在陆上或已搭设好的栈桥上按每组尺寸拼装好，然后运输到位进行安装。贝雷梁的位置需放线后确定，以保证栈桥轴线不偏移，为减少贝雷梁的磨损，可在纵向分配梁与贝雷梁之间垫一δ=3cm厚的硬杂木。6片贝雷片底部增加横向槽钢连接，加强贝雷梁稳定性。栈桥栏杆高1.2m，采用Φ48焊接钢管焊接，立柱间距1.5m，焊在栈桥横向分配梁上。4.3栈桥上其它结构设置施工技术措施①打桩前对现有水文、地质作全面了解。对钢管桩进行质量检查，不得有弯曲、严重局部变形和虚焊、漏焊等现象。桩的堆放、运输、起吊都应按规定设置支点和吊点。②钢管桩一般由1—2节组成，在施工的栈桥墩后方接长成整根桩接桩时应尽量保持各节桩的轴线在一条直线上，最大偏斜不宜大于3‰，且各节偏斜应反向错开。③用汽车吊装DZ-90震动打桩机震打钢管桩时吊机不得受力，只能悬挂千斤绳起保险作用；为加快栈桥施工进度，钢管桩与DZ-90震动打桩机间用液压夹持器将两者相连，取消桩顶法兰盘结构。DZ-90震动打桩机每次连续震动时间不宜超过3min。震动时观察到打桩机，每当出现打桩机振幅异常或打桩导向架偏斜等情况时，都应停震进行检查分析处理。④钢管桩入土深度以设计标高及贯入度双控控制。⑤汽车吊机在栈桥上走行到位，并在栈桥主桁节点上打顶后，方可吊装钢管桩及震动打桩机，进行钢管桩的插打工作。⑥钢管桩插打完毕后，及时设置桩间联接系及桩顶分配梁。⑦栈桥主梁节段在岸边预拼好后，由运输车运至栈桥前端，再由汽车吊机起吊悬臂拼装，并及时与桩顶分配梁连接，设脚手板、安全网、栏杆、安全标志等设施。5钻孔平台施工墩位处钻孔平台采用φ529×8mm钢管桩、2I36b工字钢纵梁及I28a工字钢分配梁搭设平台作为桩基的钻孔平台和钢板中围堰施工平台。具体布置见《水中墩施工栈桥与平台布置图》。5.1钻孔平台钢管桩插打栈桥施工完毕后，由运输台车运送制作完成的Ф529*8mm钢管桩至栈桥钻孔平台施工位置，吊机停置于浮船上，整体吊装钢管。插打采用DZ90震动打桩机。测量定位采用全站仪、水准仪测量控制。通过导线控制网对每个钢管桩进行精确定位，放出钢管桩的中心点位置，根据中心点放出十字桩，然后安放导向架，确认位置及垂直度确认准确后开始打入，打入过程中全站仪全过程观测，随时纠偏校正，直至钢管桩打入深度达到设计标高。每排钢管桩下沉到位后，应进行桩之间的连接，增加桩的稳定性，钢管桩与钢管桩之间采用[20槽钢连接体系，连接系分横向连接和纵向连接系，连接系杆件与钢管间采用加焊连接缀板的方式连接。槽钢尺寸需根据现场尺寸下料。焊缝质量满足要求。5.2桩顶连接及分配梁安装钢管桩横梁为双拼I36b工字钢，长6m或9m;钢管桩横担经测量放线后，直接嵌入钢管桩内,钢管桩上焊接牛腿以保证其顶标高能满足设计要求17m。为保证钢管桩及平台的整体稳定性，要求横梁在长度方向上必需焊接成整体。双拼I36b工字钢横梁长度方向焊接方式采用正面对焊，并在焊接处双面焊接菱形缀板加劲，焊缝质量满足要求。分配梁采用I28a工字钢每0.3米一根搭设在钢管桩横梁上，作为平台荷载纵向分配梁，分配梁沿长度方向正面焊接成整体，以保证平台上构整体稳定。桥面板采用8mm厚钢板满铺，固定在平台纵向分配梁上。6栈桥设计验算6.1荷载说明检算荷载取70t。简化其主要荷载形式如下：6.2.1I20a工字钢上横梁验算：（按连续梁验算）I20a工字钢作为上横梁，其截面参数如下：A=35.5cm2，g=27.9kg/m，Ix/Sx=17.2cm，W=237cm3，d=0.6cm按后轴的触地宽度为600mm，长度为200mm。恒载:桥面板和横梁自重q恒=0.4×0.008×103×7.85＋27.9=53kg/m。按1根横梁直接受力,有下四种形式计算分析：（1）第一种情况(一侧2轮在最大跨跨中对称行驶时)利用清华大学《结构力学求解器》计算，结果如下：内力计算杆端内力值(乘子=1)杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩10.000000000.000000000.000000000.00000000-0.15900000-0.0199988320.00000000-11.7821597-0.019998830.00000000-12.2591597-10.811736530.0000000072.3158014-10.81173650.00000000-75.3996985-12.851938740.000000003.89296538-12.85193870.000000003.41596538-9.5360638450.00000000126.150231-9.536063840.00000000-21.5652683-5.0497850960.000000005.78875322-5.049785090.000000005.31175322-0.0277011770.000000000.15900000-0.027701170.000000000.000000000.00000000反力计算约束反力值(乘子=1)结点约束反力合力支座结点水平竖直力矩大小角度力矩20.00000000-11.62315970.0000000011.6231597-90.00000000.0000000030.0000000084.57496110.0000000084.574961190.00000000.0000000040.0000000079.29266390.0000000079.292663990.00000000.0000000050.00000000122.7342660.00000000122.73426690.00000000.0000000060.0000000027.35402150.0000000027.354021590.00000000.0000000070.00000000-5.152753220.000000005.15275322-90.00000000.00000000（2）第二种情况（一侧一轮行驶在最大跨跨中时）利用清华大学《结构力学求解器》计算，结果如下：内力计算杆端内力值(乘子=1)杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩10.000000000.000000000.000000000.00000000-0.15900000-0.0199988320.00000000-10.5995090-0.019998830.00000000-11.0765090-9.7473509130.0000000054.6677250-9.747350910.00000000-93.0477749-13.562456140.000000001.37163903-13.56245610.000000000.89463903-12.515775050.00000000110.020468-12.51577500.00000000-37.6950314-7.7546765360.000000008.79418816-7.754676530.000000008.31718816-0.0277011770.000000000.15900000-0.027701170.000000000.000000000.00000000反力计算约束反力值(乘子=1)结点约束反力合力支座结点水平竖直力矩大小角度力矩20.00000000-10.44050900.0000000010.4405090-90.00000000.0000000030.0000000065.74423400.0000000065.744234090.00000000.0000000040.0000000094.41941400.0000000094.419414090.00000000.0000000050.00000000109.1258290.00000000109.12582990.00000000.0000000060.0000000046.48921960.0000000046.489219690.00000000.0000000070.00000000-8.158188160.000000008.15818816-90.00000000.00000000（3）第三种情况（一侧一轮行驶在一组贝雷梁上）利用清华大学《结构力学求解器》计算，结果如下：内力计算杆端内力值(乘子=1)杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩10.000000000.000000000.000000000.00000000-0.15900000-0.0199988320.00000000-3.65554171-0.019998830.00000000-4.13254171-3.4977803530.0000000013.8688442-3.497780350.00000000-133.846655-7.2663747040.00000000-4.93167683-7.266374700.00000000-5.40867683-11.892677850.0000000066.3747504-11.89267780.00000000-81.3407495-10.928298760.0000000012.3204351-10.92829870.0000000011.8434351-0.0277011770.000000000.15900000-0.027701170.000000000.000000000.00000000反力计算约束反力值(乘子=1)结点约束反力合力支座结点水平竖直力矩大小角度力矩20.00000000-3.496541710.000000003.49654171-90.00000000.0000000030.0000000018.00138590.0000000018.001385990.00000000.0000000040.00000000128.9149780.00000000128.91497890.00000000.0000000050.0000000071.78342720.0000000071.783427290.00000000.0000000060.0000000093.66118460.0000000093.661184690.00000000.0000000070.00000000-11.68443510.0000000011.6844351-90.00000000.00000000（4）第四种情况（一侧2轮在一组贝雷梁2侧对称行驶时）利用清华大学《结构力学求解器》计算，结果如下：内力计算杆端内力值(乘子=1)杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩10.000000000.000000000.000000000.00000000-0.15900000-0.0199988320.00000000-2.07662366-0.019998830.00000000-2.55362366-2.0767541130.000000004.92483681-2.076754110.00000000-69.2906631-6.8947584340.0000000056.6643070-6.894758430.00000000-17.3126929-11.209676050.0000000049.9370298-11.20967600.00000000-97.7784701-10.386219860.0000000011.7181251-10.38621980.0000000011.2411251-0.0277011770.000000000.15900000-0.027701170.000000000.000000000.00000000反力计算约束反力值(乘子=1)结点约束反力合力支座结点水平竖直力矩大小角度力矩20.00000000-1.917623660.000000001.91762366-90.00000000.0000000030.000000007.478460480.000000007.4784604890.00000000.0000000040.00000000125.9549700.00000000125.95497090.00000000.0000000050.0000000067.24972270.0000000067.249722790.00000000.0000000060.00000000109.4965950.00000000109.49659590.00000000.0000000070.00000000-11.08212510.0000000011.0821251-90.00000000.00000000根据以上计算结果得：最大弯矩Mmax=27.84KN.m;最大剪力Qmax=126.2KN;最大支座反力Pmax=128.9KN。正应力σ=M/W=26.2×103/（237×10-6）/106=117MPa<[σ]=215MPa；剪应力τ=QSx/（Ix×d）=126.2×103/（172×6）=122.3MPa<[τ]=125MPa。根据以上结果，桥面铺装I20a工字钢满足要求。6.2.2贝雷梁检算（按简支梁验算）根据以上计算结果，第三种情况6组贝雷梁中的1组受力最大，现为简化贝雷梁验算，将前轴重分配至后轴重计算，简化形式如下利用清华大学《结构力学求解器》计算，结果如下：内力计算杆端内力值(乘子=1)杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩10.000000000.000000000.000000000.00000000-0.15900000-0.0199988320.00000000-4.38718053-0.019998830.00000000-4.86418053-4.1562552830.0000000016.4485219-4.156255280.00000000-159.266978-8.6422846140.00000000-5.91016800-8.642284610.00000000-6.38716800-14.149229750.0000000078.9543130-14.14922970.00000000-96.7611869-13.002441260.0000000014.6250377-13.00244120.0000000014.1480377-0.0277011770.000000000.15900000-0.027701170.000000000.000000000.00000000反力计算约束反力值(乘子=1)结点约束反力合力支座结点水平竖直力矩大小角度力矩20.00000000-4.228180530.000000004.22818053-90.00000000.0000000030.0000000021.31270250.0000000021.312702590.00000000.0000000040.00000000153.3568100.00000000153.35681090.00000000.0000000050.0000000085.34148100.0000000085.341481090.00000000.0000000060.00000000111.3862240.00000000111.38622490.00000000.0000000070.00000000-13.98903770.0000000013.9890377-90.00000000.00000000得出：最大支座反力P=153.4KN。单层双排不加强型贝雷片，其截面参数：截面容许抵抗矩M=1576.4kN.m，截面容许抗剪强度Q=490.5kN。桥面铺装线性荷载为（6×0.008×7.85×103×12＋27.9×6×30）/（12×6）×10/1000=1.33KN/m。则贝雷片线性荷载为1kN/m，综合线性荷载为1×1+1.48=2.33kN/m。按以下四种情况分析：第一种情况（车有一组后轮在贝雷梁跨中时）利用清华大学《结构力学求解器》计算，结果如下：内力计算杆端内力值(乘子=1)杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩10.00000000150.1225000.000000000.00000000-184.6375000.00000000反力计算约束反力值(乘子=1)结点约束反力合力支座结点水平竖直力矩大小角度力矩10.00000000150.1225000.00000000150.12250090.00000000.0000000020.00000000184.6375000.00000000184.63750090.00000000.00000000第2中形式（车后2组轮在跨中2侧对称时）利用清华大学《结构力学求解器》计算，结果如下：内力计算杆端内力值(乘子=1)杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩10.00000000167.3800000.000000000.00000000-167.3800000.00000000反力计算约束反力值(乘子=1)结点约束反力合力支座结点水平竖直力矩大小角度力矩10.00000000167.3800000.00000000167.38000090.00000000.0000000020.00000000167.3800000.00000000167.38000090.00000000.00000000第三种形式（后2组轮1组在贝雷梁端头时）利用清华大学《结构力学求解器》计算，结果如下：内力计算杆端内力值(乘子=1)杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩10.0000000013.98000000.000000000.00000000-167.3800000.0000000020.00000000150.1225000.000000000.00000000-31.23750000.00000000反力计算约束反力值(乘子=1)结点约束反力合力支座结点水平竖直力矩大小角度力矩10.0000000013.98000000.0000000013.980000090.00000000.0000000020.00000000317.5025000.00000000317.50250090.00000000.0000000030.0000000031.23750000.0000000031.237500090.00000000.00000000第四种形式（后2组轮在贝雷梁端头对称时）利用清华大学《结构力学求解器》计算，结果如下：内力计算杆端内力值(乘子=1)杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩10.0000000022.60875000.000000000.00000000-158.7512500.0000000020.00000000158.7512500.000000000.00000000-22.60875000.00000000反力计算约束反力值(乘子=1)结点约束反力合力支座结点水平竖直力矩大小角度力矩10.0000000022.60875000.0000000022.608750090.00000000.0000000020.00000000317.5025000.00000000317.50250090.00000000.0000000030.0000000022.60875000.0000000022.608750090.00000000.00000000根据以上计算结果得出：Mmax=858.8KN.m<[M]=1576.4KN.mQmax=167.4KN<[N]=490.5KNPmax=317.5KN按第二种形式计算贝雷梁绕度:＝21mm<L/400=12000/400=30mm满足使用要求(忽略自重)。（贝雷片几何系数EI=526044.12KN.m2,Wx＝3578.5cm3，取值见贝雷片几何特征表）所以此种工况下贝雷梁满足要求。6.2.3下横梁2I25a工字钢验算（按连续梁验算）根据以上动荷载在跨端时计算出的贝雷梁支反力，对工字钢横梁进行检算。栈桥一跨上部结构荷载为:（6×0.008×7.85×103×12＋27.9×6×30+270×4×6）=16024kg，为简化计算，将6组贝雷梁均按最大受力计算，P=317.5KN,Fmax=317.5+160.2/6=344.2KN。I25a工字钢参考数值：Ix=5017cm4、Wx=401cm3、ix=10.2cm、Ix:Sx=21.7cm、g=38.1kg/m,工字钢横梁受力如下图所示：通过清华大学《结构力学求解器》计算得：内力计算杆端内力值(乘子=1)杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩10.000000000.000000000.000000000.00000000-344.580000-68.919491820.00000000285.451293-68.91949180.00000000-404.848706-131.88347430.00000000404.650073-131.8834740.00000000-285.649926-68.950508140.00000000344.580000-68.95050810.000000000.000000000.00000000反力计算约束反力值(乘子=1)结点约束反力合力支座结点水平竖直力矩大小角度力矩20.00000000630.0312930.00000000630.03129390.00000000.0000000030.00000000809.4987790.00000000809.49877990.00000000.0000000040.00000000630.2299260.00000000630.22992690.00000000.00000000则钢横梁弯矩Mmax=131.88KN.m剪力Nmax=404.65KN支反力N1=630.03KN支反力N2=809.50KN支反力N3=630.23KN故：正应力σ=M/W=131.88×103/401×2=164.4MPa<[σ]=215MPa,剪应力τ=0.5QSx/Ixd=0.5×404.65×103÷217÷6=117MPa<[τ]=125MPa。所以I25a工字钢横梁满足要求6.2.4钢管立柱检算①钢管桩沉入深度计算单根钢管柱最大受载=支反力R2=809.5KN，钢管自重按24m考虑G=24.67KN，合计834.17KN，取835KN计算。根据现场勘探地质情况，本栈桥钢管桩支撑在粗（中）砂或卵石层上，按摩擦桩计算其容许承载力。根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）中的沉桩的承载力容许值公式，则桩的容许承载力为：式中：——单桩轴向受压承载力容许值（kN），桩身自重与置换土重（当自重记入浮力时，置换土重也计入浮力）的差值作为荷载考虑；——桩身周长（m）；周长u=1.662——土的层数；——承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度（m）；——与对应的各土层与桩侧摩阻力标准值（kPa）,宜采用单桩摩阻力试验确定或通过静力触探试验测定，当无试验条件时按规范给定值选用；——桩端处土的承载力标准值（kPa），宜采用单桩试验确定或通过静力触探试验测定，当无试验条件时按规范给定值选用；、——分别为振动沉桩对各土层桩侧摩阻力和桩端承载力的影响系数对于锤击、静压沉桩其值均取为1.0。A——桩的截面积，A=0.013m2插入深度按12米计算：=｛(1.662*[2.7*0+40*3.4+(L-2.7-3.4)*90]+0.013*4000)｝/2=835KN计算得L=15.4m即打桩时须根据地质情况入土深度必须大于15.4m才能满足设计要求，取15.5m。(注：以13#钻孔揭露地质情况为例进行计算)。②振动锤选择振动锤激振力P＞土的动摩阻力RFmax=L×U×f=15.4×3.14×0.529×90=2302KN,动摩擦系数去μ=0.2。R=μFmax=0.2×2302=460KN选用DZ90型振动，最大锤激振力579KN（DZ120型振动，最大锤激振力775KN），满足要求。③钢管桩承载力稳定性检算管桩外径D=52.9cm，管壁厚8mm；计算时只对3m水深范围内钢管桩的弯曲应力进行检算。考虑到风对钢管桩的冲击力远远小于水流的冲击力，所以只按水流冲击力对钢管桩进行验算。冲击力q为：q=0.8A×γυ2/2g式中A为钢管桩阻水面积，A=2rh=0.529×3=1.59m2。其中r为桩的半径；h为计算水深，取3m。γ为水的容重，γ=10kN/m3。q为流水对桩身的荷载，按均布荷载计算。υ为水流速度，有设计资料得：υ=2.37m/s则有q=0.8A×γυ2/2gq=0.8×1.59m2×10kN/m3×2.372m/s÷（2×9.81m/s2）=3.64kN·mФ52.9cm钢管桩的惯性矩I、截面抵抗矩W分别为：I=π×（D4-d4）/64=3.14×（52.94-51.34）/64=44439cm4W=π×（D4-d4）/32D=3.14×（52.94-51.34）/(32×52.9)=1680cm3钢管桩入土后相当于一端固定，一端自由的简支梁，其承受的最大弯矩和挠度变形为：Mmax=9qL2/128=（9×3.64kN/m×32m）/128 =2.3KN.mσ=Mmax/W=2.3KN.m×103÷1680×10-6m3=1.37MPa[σ]=215MPa∵σ﹤[σ]∴满足要求fmax=0.00542×qL4/EI=(0.00542×3.64kN/m×3004cm)/(2.1×105×44439cm4)=0.017mm﹤[f]=（1/400）L=7.5mm满足要求。上式中E为钢材的弹性模量取E=2.1×105MPa。④钢管桩稳定性计算取自由端长度l=8m，进行检算。钢管的回转半径为：r=√5292＋5132÷4=184.2mm长细比λ=L/i=8000/184.2=43.4查轴心受压稳定系数表，φ=0.904钢管容许承载[N]=ΦA[σ]=0.904×3.14×（5292-5132)×10-6/4×2.1×105=2484.5KN钢管受到最大压力为809.5KN<[N]=2484.5KN钢管处于稳定状态。⑤钢管桩强度计算横梁采用2I25a工字钢，其截面宽度B=2×116mm=232mm，桩的受力面积为：S=2×232×8=3712mm2钢管桩的强度为：[P]=Sσ0=3712*215=798725N＞809.5KN故采用Ф529×8mm的钢管桩结构是安全的。7钻孔平台设计验算7.1荷载说明检算荷载取80t。简化其主要荷载形式如下：7.2结构计算7.2.1I28a工字钢横向分配梁验算按均布荷载及集中荷载作用下的简支梁计算，顺桥向跨度最大为4.9m。I28a工字钢截面参数：截面面积单位重量截面惯性矩截面抵抗矩半截面面积矩翼缘平均厚。选择最不利工况，将荷载换算成80t重车，横向轮距为1.80m接触面积为600×200mm。罐车后轴的触地宽度为600mm，长度为200mm。横向分配梁布置间距为30cm，由后轴的触地宽度可知3根横梁直接受力,为简化计算，将前轴重分配到2后轴上计算，横梁受力有以下四种情况：P活=800/（4×3）=66.67KN恒载:桥面板和横梁自重q恒=（0.3×62.8＋43.47）×10=0.623KN/m。第一种情况（左右侧轮以跨中对称行驶）采用结构力学求解器计算得：内力计算杆端内力值(乘子=1)杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩10.0000000068.36050000.000000000.00000000-68.36050000.00000000反力计算约束反力值(乘子=1)结点约束反力合力支座结点水平竖直力矩大小角度力矩20.0000000068.36050000.0000000068.360500090.00000000.0000000010.0000000068.36050000.0000000068.360500090.00000000.00000000第二种情况（左右侧轮，有一侧轮在跨中时）采用结构力学求解器计算得：内力计算杆端内力值(乘子=1)杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩10.0000000043.86947950.000000000.00000000-92.85152040.00000000反力计算约束反力值(乘子=1)结点约束反力合力支座结点水平竖直力矩大小角度力矩20.0000000092.85152040.0000000092.851520490.00000000.0000000010.0000000043.86947950.0000000043.869479590.00000000.00000000第三种情况（一侧轮子在跨端时）采用结构力学求解器计算得：内力计算杆端内力值(乘子=1)杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩10.0000000026.18152040.000000000.00000000-110.5394790.00000000反力计算约束反力值(乘子=1)结点约束反力合力支座结点水平竖直力矩大小角度力矩20.00000000110.5394790.00000000110.53947990.00000000.0000000010.0000000026.18152040.0000000026.181520490.00000000.00000000第四种情况（左右侧轮以一跨端对称）采用结构力学求解器计算得：内力计算杆端内力值(乘子=1)杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩10.0000000013.7645